Oxit Na2O B2O3 SiO2 Fe2O3 CuO ZnO PbO
Thành ph n
(%)
20,90 8,32 2,63 15,61 18,81 20,59 11,03
Xét riêng h 2 c u t Na2O và B2O3 ta có thành ph n % trong h 2 c u t là 71,52 % Na2O và 28,48 % B2O3. Thành ph n này n m trong vùng kh o sát trên gi n đ t ng quát Na2O – B2O3 - MeOn.
Nh v y m u ban đ u n u luy n có thành ph n 20,90% Na2O, 8,32% B2O3, còn l i là 70,78% MeOn. Có thành ph n quy v h 2 c u t Na2O và B2O3 là 71,52 % Na2O và 28,48 % B2O3.
4.1.2 i u ch nh thành ph n x cho quá trình n u luy n
C n c vào gi n đ tr ng thái 2 c u t Na2O – B2O3 và gi n đ kh o sát d ng t ng quát Na2O - B2O3 - MeOn ta đi u ch nh thành ph n x trên c s thành ph n c a m u ban đ u v i thành ph n các m u nh sau:
MeOn (1) (6) (3) (7) (4) a (2) (I) (5) (II) (( (III) Na2O 80 71,52 63,83 B2O3 (10) (9) (8)
Hình 4.1 Các đi m kh o sát trên gi n đ t ng quát Na2O - B2O3 - MeOn
- ng a ng v i t l % 2 % 2 3 % Na O B O MeOn + Σ = 41, 60 0, 71 58, 40 = - ng b ng v i t l % 2 % 2 3 % Na O B O MeOn + Σ = 47 0,89 53 = Không kh o sát d i đ ng b do lúc đó l ng x quá l n làm gi m hi u su t thu h i vàng và gây khó kh n cho vi c n u luy n.
Không kh o sát vùng trên đ ng a do d báo vùng trên đ ng a có t l % MeOn cao, làm nhi t đ nóng ch y c a h cao.
M u 1: Có thành ph n x theo quy trình n u luy n hi n nay c a Công ty SSG.
a) M u 2:
Kh o sát t i đi m 2 có thành ph n % khi quy v h 2 c u t Na2O – B2O3 là: Na2O 63,83%, B2O3 39,17%; l ng tuy t đ i có 30% Na2O và 17% B2O3.Qua tính toán c n thêm 71,18g borax và 38,31g soda cho 100g b t vàng thô.
b
b) M u 3:
Kh o sát t i đi m 3 có thành ph n % khi quy v h 2 c u t Na2O – B2O3 là: Na2O 80%, B2O3 20%; l ng tuy t đ i có 33,28% Na2O và 8,32% B2O3. Qua tính toán c n thêm 20g borax và 16,28g soda cho 100g b t vàng thô.
c) M u 4:
- i m 4, quy v h 2 c u t có 80%Na2O, 20% B2O3; l ng tuy t đ i có 37,6% Na2O và 9,4% B2O3. Qua tính toán c n thêm 30,1g borax và 51,62g soda cho 100g b t vàng thô.
d) M u 5
- i m 5, Quy v h 2 c u t có % Na2O = 71, 52 %, B2O3 = 28,48 %; l ng tuy t đ i có 33,61% Na2O và 13,39% B2O3. Qua tính toán c n thêm 42,9g borax và 39,52g soda cho 100g b t vàng thô.
e) M u 6
- i m 6, Quy v h 2 c u t có % Na2O = 71, 52 %, B2O3 = 28,48 %. l ng tuy t đ i có 33,28% Na2O và 8,32% B2O3. Qua tính toán c n thêm 24,22g borax và 15,44g soda cho 100g b t vàng thô.
f) M u 7
- i m 7, Quy v h 2 c u t có % Na2O = 63,83 %, B2O3 = 36,17 %; l ng tuy t đ i có 26,55% Na2O và 15,4% B2O3. Qua tính toán c n thêm 46,28g borax và 19,82g soda cho 100g b t vàng thô.
B ng 4.4 Thành ph n các đi m kh o sát và ph i li u H Na2O – B2O3 H Na2O - B2O3 - MeOn Ph i li u trong 100g b t vàng thô i m kh o sát %Na2O %B2O3 %Na2O %B2O3 % MeOn Borax (g) Soda (g) i m 1 71,52 28,48 20,90 8,32 70,78 20 10 i m 2 63,83 36,17 30 17 53 71,18 38,31 i m 3 80 20 33,28 8,32 58,40 20 16,28 i m 4 80 20 37,60 9,40 53 30,10 51,62 i m 5 71,52 28,48 33,61 13,39 53 42,90 39,52 i m 6 71,52 28,48 33,28 8,32 58,40 24,22 15,44 i m 7 63,83 36,17 26.55 15,04 58,40 46,28 19,82 4.1.3 Tính t tr ng c a các h x T công th c tính t ng quát tính t tr ng c a x : 2 . 1 % 2 3. 2 2. 3 2 3. 3 . 4 . 5 . 6 100
Na O B O SiO Fe O CuO ZnO PbO
xi γ γ γ γ γ γ γ γ = + + + + + + ta có t tr ng c a t ng h x t i các đi m nh sau: B ng 4.5 T tr ng c a h x t i các đi m kh o sát H x H x 1 H x 2 H x 3 H x 4 H x 5 H x 6 H x 7 T tr ng (g/cm3) 4,91 4,03 5,21 4,47 4,46 5,14 4,68
Hình 4.2 nh h ng c a B2O3, Na2O đ n t tr ng c a x
T k t qu trên ta th y h x 2 có t tr ng xi = 4,03 (g/cm3), th p nh t so v i t tr ng c a h kim lo i trong h n u luy n là KL = 9,754 (g/cm3). Thích h p đ ph i li u n u luy n. Khi hàm l ng B2O3, Na2O càng l n thì t tr ng c a x càng nh . Tuy nhiên n u t ng nhi u B2O3, Na2O thì l ng x s l n s làm gi m n ng su t n u luy n. Trên gi n đ các đi m 8, 9, 10 có thành ph n MeOn = 0, nhi t đ nóng ch y trên gi n đ Na2O – B2O3 l n l t là 650 0C, 610 0C và 455 0C.
4.2 K t qu th c nghi m
4.2.1 K t qu phân tích kính hi n vi nhi t m u b t vàng thô và các m u x a) M u b t vàng thô a) M u b t vàng thô
Trên bi u đ bi n đ i theo nhi t đ c a m u b t vàng thô ta th y t 25 0C đ n g n 200 0C di n tích b m t và hình d ng m u ch a có bi n đ i. Trong kho ng t g n 200 0C đ n kho ng 750 0C di n tích b m t m u t ng lên do s phân ly, giãn n theo nhi t c a các ch t; sau nhi t đ này di n tích b m t m u gi m. Tuy nhiên đ n h n 1450 0C v n còn m t s t p ch t ch a nóng ch y.
Trên hình 4.4 ta th y đ n nhi t đ 1416 0C nh ng m u b t vàng thô v n ch a b nóng ch y. Nh v y nhi t đ nóng ch y c a b t vàng thô là r t l n. Nguyên nhân do trong b t vàng thô có nhi u các oxit có nhi t đ nóng ch y r t cao nh ZnO, SiO2, CuO, Fe2O3…
b) M u x 1
Hình 4.5 Bi u đ bi n đ i theo nhi t đ c a m u x 1
Trong đó đ ng 1 là đ ng th hi n s thay đ i di n tích b m t m u; đ ng 2 th hi n s thay đ i hình d ng c a m u.
Trên bi u đ ta nh n th y trong kho ng nhi t đ d i 450 0C di n tích b m t m u x 1 không có bi n đ i. T 450 0C đ n nhi t đ bi n d ng 590 0C di n tích b m t c a m u gi m do các c nh c a m u b t đ u b vê tròn, hình d ng m u b t đ u t ng do s giãn n và phân ly các ch t trong m u x . S t ng hình d ng l n nh t đ n h n 700
0
C, sau nhi t đ này hình d ng c a m u x b t đ u gi m đ n nhi t đ ch y l ng hoàn toàn. Di n tích b m t m u c ng gi m m nh theo hình d ng m u do lúc này m t s ch t phân ly b bay h i.
Hình 4.6 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 1
i m b t đ u bi n d ng là 590 0C, đi m b t đ u bi n thành d ng gi t hình c u là 671 0C, đi m b t đ u ch y thành hình bán c u là 696 0C, đi m nhi t đ nóng ch y hoàn toàn c a m u x 1 là 725 0C.
c) M u x 2
Hình 4.7 Bi u đ bi n đ i theo nhi t đ c a m u x 2
Trên bi u đ ta nh n th y sau 450 0C do các ch t nh soda, borax phân ly m nh làm di n tích b m t t ng nhanh đ n kho ng 550 0C và hình d ng m u c ng t ng theo. Trong kho ng t 550 0C đ n h n 600 0C di n tích b m t m u gi m do có s bay h i, sau nhi t đ này di n tích l i t ng do lúc này borax phân ly m nh h n. n kho ng 650 0C thì quá trình phân ly x y ra h t, di n tích b m t và hình d ng m u gi m. S thay đ i di n tích b m t và hình d ng m u có s thay đ i l n b t đ u t 450 0C do l ng soda và borax ph i li u trong m u l n.
Hình 4.8 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 2
i m b t đ u bi n d ng là 493 0C, đi m b t đ u bi n thành d ng gi t hình c u là 643 0C, đi m b t đ u ch y thành hình bán c u là 673 0C, đi m nhi t đ nóng ch y hoàn toàn c a m u x 1 là 687 0C.
d) M u x 3
Trên bi u đ hình 4.7 ta nh n th y sau 450 0C s t ng di n tích b m t và hình d ng m u x 3 ít, do hàm l ng soda và borax ph i li u trong m u th p. Bi n đ i c a di n tích b m t và hình d ng c a m u x 3 ph c t p và biên d ng c a m u không đ c tr n, đi u này ch ng t s c c ng b m t c a m u x l ng là th p.
Hình 4.10 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 3
i m nóng ch y c a m u x 3 là 739 0C, tuy nhiên góc th m t c a m u x l ng v i b m t r t nh , đi u này ch ng t s c c ng b m t c a m u x l ng 3 là th p.
e) M u x 4
M u x 4 có hàm l ng Na2O cao 37,6 %, hàm l ng B2O3 9,4 %, nhi t đ nóng ch y c a m u là 772 0C cao nh t trong các m u thí nghi m. Trên gi n đ t ng quát Na2O - B2O3 - MeOn các đi m 3, 4 và 10 n m trên m t đ ng th ng; đi m 10 có nhi t đ nóng ch y th p nh t, đi m 4 gi a có nhi t đ nóng ch y cao nh t.
Hình 4.12 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 4 f) M u x 5
Quy lu t bi n đ i c a m u x 5 theo nhi t đ c ng không có gì đ c bi t so v i các m u khác. Trên đ ng th ng xu t phát t đ nh MeOn các đi m 1, 5, 9 th ng hàng, đi m th 5 gi a có nhi t đ nóng ch y cao nh t là 743 0C.
Hình 4.14 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 5 g) M u x 6
T ng t m u x 6 có nhi t đ nóng ch y 738 0C, trên đ ng th ng xu t phát t đnh MeOn đi m 6 th ng hàng v i các đi m 1, 5 và 9. Quy lu t bi n đ i nhi t đ trên đ ng này không rõ ràng.
Hình 4.16 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 6 h) M u x 7
Nhi t đ nóng ch y c a m u x 7 là 724 0C, trên đ ng th ng xu t phát t đnh MeOn đi qua đi m 7, 2 và 8 thì t trên xu ng d i nhi t đ c a đi m 7 là cao nh t 724 0C, nhi t đ nóng ch y c a đi m 2 là 687 0C, nhi t đ nóng ch y c a đi m 8 là 650 0C.
Hình 4.18 Bi n đ i hình d ng đ n tr ng thái ch y l ng m u x 7 B ng 4.6 Nhi t đ nóng ch y c a các m u x Tên m u M u x 1 M u x 2 M u x 3 M u x 4 M u x 5 M u x 6 M u x 7 % B2O3 8.32 17 8.32 9.4 13.39 8.32 15.04 % Na2O 20.9 30 33.28 37.6 33.61 33.28 26.55 Tnc (0C) 725 687 739 772 743 738 724
Hình 4.19 th nh h ng c a B2O3, Na2O đ n nhi t đ nóng ch y c a x
T đ th nh h ng c a hàm l ng B2O3 và Na2O đ n nhi t đ nóng ch y c a x ta nh n th y khi hàm l ng B2O3 và Na2O càng cao thì nhi t đ nóng ch y c a x càng th p.
Trên 2 đ ng th ng song song v i tr c Na2O – B2O3: ng 1 đi qua các đi m (3), (6) và (7); đ ng 2 đi qua các đi m (4), (5) và (2) ta nh n th y quy lu t: Trên cùng m t đ ng th ng, t trái sang ph i nhi t đ nóng ch y gi m d n. Nhi t đ nóng ch y c a x có thành ph n t i đi m 2 là th p nh t (687 0C), thích h p đ ph i li u n u luy n v i b t vàng thô.
4.2.2 Tính s c c ng m t ngoài c a các h x
C n c vào công th c Laplace – Young: 2 1 sin ( ) 2 gb .z R x b b b γ σ Φ + = +
Mô hình biên d ng hình h c c a gi t x đ ta tính các thông s hình h c c a các gi t x và s c c ng m t ngoài nh sau:
Ta ti n hành xác đ nh các thông s hình h c c a các m u x khi các m u x nóng ch y giai đo n có hình d ng gi t nh trên. Do có nhi t đ nóng ch y khác nhau nên m i m u khi giai đo n này x y ra các nhi t đ khác nhau. Khi so sánh s c c ng m t ngoài ta ch đánh giá nh h ng c a thành ph n x đ n s c c ng m t ngoài.
H x 2: T i 665 0C H x 1: T i 680 0C
H x 3: T i 690 0C H x 4: T i 750 0C
H x 7: T i 700 0C
Hình 4.20 Biên d ng hình h c tính s c c ng m t ngoài các gi t x
T các thông s hình h c và công th c Laplace – Young ta tính đ c s c c ng m t ngoài c a x ph thu c vào thành ph n nh sau:
B ng 4.7 Các thông s hình h c và s c c ng m t ngoài c a x Thông s Nhi t đ (0C) R (cm) b (cm) ( 0 ) Z (cm) X (cm) (N/m) M u 1 680 2 2.2 29 0.3 0.9 111.61 M u 2 665 2.2 2.5 30 0.4 1.1 145.09 M u 3 690 2.1 2 36 0.2 0.9 79.16 M u 4 750 1.8 2 26 0.25 0.8 106.05 M u 5 720 1.7 1.9 48 0.5 1.1 126.83 M u 6 710 1.8 1.9 46 0.4 1 90.77 M u 7 700 2 2.1 38 0.4 1 112.53
Hình 4.21 nh h ng c a B2O3, Na2O đ n s c c ng m t ngoài c a x
Trên bi u đ ta th y đi m 2 có s c c ng m t ngoài l n nh t ng v i hàm l ng B2O3 cao nh t trong các m u. Quy lu t bi n đ i c a s c c ng m t ngoài phù h p v i quy
lu t bi n đ i c a hàm l ng B2O3 trong x . V c s lý thuy t khi s c c ng m t ngoài c a x càng l n thì công bám dính Wa c a kim lo i đ i v i x càng nh , ngh a là kim lo i càng d tách ra kh i x l ng. Nh v y thành ph n x t i đi m 2 thích h p nh t đ ph i li u n u luy n b t vàng thô.
4.2.3 ánh giá nh h ng c a thành ph n x đ n đ s t c a x
Hai thành ph n chính khi ph i li u borax và soda cung c p cho x n u luy n b t vàng thô là Na2O và B2O3. Trong lu n v n này tôi xin s d ng công c là ph n m m “Slag liquid viscosity Caculation Tool” đ đánh giá. Trong đó 2 thành ph n chính có thành ph n thay đ i trong x là Na2O và B2O3; l y thành ph n FeO đ i di n cho thành ph n các oxit baz y u (CuO, ZnO, Fe2O3, PbO); thành ph n SiO2 kho ng 2,83%. T t c các m u x đ u đ c đánh giá đ s t nhi t đ 7000C.
Hình 4.22 Ph n m m đánh giá đ s t c a x